2．金屬鎢用途廣泛，主要用于制造硬質(zhì)或耐高溫的合金，以及燈泡的燈絲．高溫下密閉容器中用H2還原WO3可得到金屬鎢，其總反應(yīng)為：WO3（s）+3H2（g）$\stackrel{高溫}{?}$W （s）+3H2O （g）  請回答下列問題：
（1）上述反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=$\frac{{c}^{3}（{H}_{2}O）}{{c}^{3}（{H}_{2}）}$．
（2）某溫度下反應(yīng)達(dá)到平衡時，H2與水蒸氣的體積比為2：3，則H2的平衡轉(zhuǎn)化率為60%；隨著溫度的升高，H2與水蒸氣的體積比減小，則該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)（填“吸熱”或“放熱”）．
（3）上述總反應(yīng)過程大致分為三個階段，各階段主要成分與溫度的關(guān)系如下表所示：
溫度25℃～550℃～600℃～700℃
主要成分WO3    W2O5     WO2      W
第一階段反應(yīng)的化學(xué)方程式為2WO3+H2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$W2O5+H2O；假設(shè)WO3完全轉(zhuǎn)化為W，則三個階段消耗H2物質(zhì)的量之比為1：1：4．
（4）已知：溫度過高時，WO2（s）轉(zhuǎn)變?yōu)閃O2（g）：
WO2（s）+2H2（g）?W（s）+2H2O （g）△H=+66.0kJ?mol-1
WO2（g）+2H2（g）?W（s）+2H2O （g）△H=-137.9kJ?mol-1
則WO2（s）?WO2（g）的△H=+203.9 kJ•mol-1．
（5）鎢絲燈管中的W在使用過程中緩慢揮發(fā)，使燈絲變細(xì)，加入I2可延長燈管的使用壽命，其工作原理為：W（s）+2I2 （g） $?_{約3000℃}^{1400℃}$WI4 （g）．下列說法正確的有a、b．
a．燈管內(nèi)的I2可循環(huán)使用
b．WI4在燈絲上分解，產(chǎn)生的W又沉積在燈絲上
c．WI4在燈管壁上分解，使燈管的壽命延長
d．溫度升高時，WI4的分解速率加快，W和I2的化合速率減慢．

分析 （1）化學(xué)平衡常數(shù)，是指在一定溫度下，可逆反應(yīng)達(dá)到平衡時各生成物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積除以各反應(yīng)物濃度的化學(xué)計量數(shù)次冪的乘積所得的比，注意固體、純液體不需要寫出；
（2）由反應(yīng)方程式知，消耗的H2與生成的水的物質(zhì)的量相等，假定H2與水蒸氣的物質(zhì)的量分別為2mol、3mol，再根據(jù)轉(zhuǎn)化率定義計算；
隨溫度的升高，H2與水蒸氣的體積比減小，說明平衡向正反應(yīng)移動；
（3）由表中主要成分與溫度關(guān)系可知，第一階段反應(yīng)為WO3與H2反應(yīng)是W2O5，同時還生成H2O，配平書寫方程式；根據(jù)三個階段的方程式進(jìn)行計算三個階段消耗H2物質(zhì)的量之比；
（4）已知：①WO2（s）+2H2（g）═W（s）+2H2O （g）△H=+66.0kJ•mol-1
②WO2（g）+2H2（g）═W（s）+2H2O （g）△H=-137.9kJ•mol-1
根據(jù)蓋斯定律，①-②可得：WO2（s）═WO2（g），反應(yīng)熱也進(jìn)行相應(yīng)的運算；
（5）由化學(xué)方程式知，揮發(fā)的W與I2結(jié)合形成氣態(tài)WI4，由于氣體運動的結(jié)果，WI4會與還沒有揮發(fā)的W接觸，在高溫下WI4分解生成的W附著在還沒有揮發(fā)的W上，燈管壁溫度較低，WI4不會分解，升高溫度，正逆反應(yīng)速率都加快．

解答 解：（1）反應(yīng)WO3（s）+3H2（g）$\stackrel{高溫}{?}$W （s）+3H2O （g）的平衡常數(shù)表達(dá)式為：K=$\frac{{c}^{3}（{H}_{2}O）}{{c}^{3}（{H}_{2}）}$，
故答案為：K=$\frac{{c}^{3}（{H}_{2}O）}{{c}^{3}（{H}_{2}）}$；
（2）由反應(yīng)方程式知，消耗的H2與生成的水的物質(zhì)的量相等，故H2的平衡轉(zhuǎn)化率為：$\frac{3mol}{2mol+3mol}$×100%=60%，
升高溫度，H2與水蒸氣的體積比減小，說明升溫時平衡向右移動，故正反應(yīng)為吸熱反應(yīng)，
故答案為：60%；吸熱；
（3）由表中主要成分與溫度關(guān)系可知，第一階段反應(yīng)為WO3與H2反應(yīng)是W2O5，同時還生成H2O，反應(yīng)方程式為：2WO3+H2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$W2O5+H2O，假定有2molWO3，由2WO3+H2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$W2O5+H2O、W2O5+H2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$2WO2+H2O、2WO3+H2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$W2O5+H2O可知，三個階段消耗的氫氣的物質(zhì)的量之比為1mol：1mol：2mol×2=1：1：4，
故答案為：2WO3+H2$\frac{\underline{\;高溫\;}}{\;}$W2O5+H2O；1：1：4；
（4）已知：①WO2 （s）+2H2 （g）?W （s）+2H2O （g）；△H=+66.0kJ•mol-1
②WO2 （g）+2H2?W （s）+2H2O （g）；△H=-137.9kJ•mol-1
根據(jù)蓋斯定律①-②得：WO2 （s）?WO2 （g），△H=66.0kJ•mol-1-（-137.9kJ•mol-1）=+203.9 kJ•mol-1，
故答案為：+203.9 kJ•mol-1；
（5）由所給化學(xué)方程式知，揮發(fā)的W與I2結(jié)合形成氣態(tài)WI4，由于氣體運動的結(jié)果，WI4會與還沒有揮發(fā)的W接觸，在高溫下WI4分解生成的W及I2，生成W附著在還沒有揮發(fā)的W上，燈管內(nèi)的I2可循環(huán)使用，故a、b正確；燈管壁溫度較低，WI4不會分解，故c錯誤；升高溫度，也能加快W與I2的反應(yīng)速率，故d錯誤；
故答案為：a、b．

點評 本題考查較為綜合，為高頻考點，涉及化學(xué)平衡常數(shù)的書寫、反應(yīng)熱的計算、化學(xué)平衡移動原理、化學(xué)平衡計算等，題目難度中等，注意掌握化學(xué)平衡及其影響，明確蓋斯定律的內(nèi)容及應(yīng)用方法，試題知識點較多、綜合性較強，充分考查了學(xué)生的分析、理解能力及靈活應(yīng)用能力．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

3．NaNO2是一種食品添加劑，它與酸性KMnO4溶液發(fā)生反應(yīng) MnO4-+NO2-+X→Mn2++NO3-+H2O（未配平）．下列敘述中正確的是（　�。�
A．生成1 mol NaNO3需消耗0.4 mol KMnO4
B．反應(yīng)過程中溶液的pH減小
C．該反應(yīng)中NO${\;}_{2}^{-}$被還原
D．X可以是鹽酸

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

4．PET是應(yīng)用廣泛的五大工程塑料之一，PET結(jié)構(gòu)片段：

（1）①PET由兩種有機物通過縮聚反應(yīng)生成，其中分子較大的單體分子結(jié)構(gòu)簡式為，分子較小的單體含氧官能團名稱是羥基．
②PET塑料有多種降解途徑，其中常用的甲醇法是在一定條件下將其與過量的甲醇作用，降解為兩種小分子．該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：．
（2）水楊酸（鄰羥基苯甲酸）是合成阿司匹林（）的原料．
①水楊酸與乙酸酐（）反應(yīng)生成阿司匹林的化學(xué)方程式：．
②寫出一種阿司匹林同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)式，該同分異構(gòu)體符合以下條件：
a．芳香族化合物；
b．與氫氧化鈉溶液共熱，完全反應(yīng)將消耗四倍物質(zhì)的量的氫氧化鈉；
c．苯環(huán)上氫原子被一個溴原子取代，可能的產(chǎn)物有兩種．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

1．化學(xué)知識在生產(chǎn)和生活中有著重要的應(yīng)用．下列說法中不正確的是（　�。�
A．SiO2通常用于通訊行業(yè)
B．發(fā)酵粉中主要含有碳酸氫鈉，能使焙制出的糕點疏松多孔；而碳酸鈉可作醫(yī)療上治療胃酸過多的一種藥劑
C．明礬可用作凈水劑
D．金屬鈉可用于冶煉鈦等金屬

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

8．在一定體積的密閉容器中，進(jìn)行如下化學(xué)反應(yīng)：CO2（g）+H2（g）?CO（g）+H2O（g），其化學(xué)平衡常數(shù)K和溫度t的關(guān)系如表：
t/℃70080090010001200
K0.60.91.01.72.6
請回答下列問題：
（1）該反應(yīng)的化學(xué)平衡常數(shù)表達(dá)式為K=$\frac{c（CO）•c（{H}_{2}O）}{c（C{O}_{2}）•c（{H}_{2}）}$．
（2）該反應(yīng)為吸熱反應(yīng)（選填吸熱、放熱）．
（3）某溫度下，平衡濃度符合下式：c（CO2）•c（H2）=c（CO）•c（H2O），試判斷此時的溫度為900℃
（4）900℃時，在1L固定的密閉容器中，加入2mol CO2和1mol H2，反應(yīng)進(jìn)行一段時間后，測得CO的濃度為0.5mol/L，則此時該反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài)否（填“是”或“否”），此時v（正）大于v（逆）（填“大于”“小于”或“等于”），達(dá)到平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率為33.3%．
（5）化學(xué)平衡移動原理同樣也適用于溶液中的平衡，已知在氨水中存在下列平衡：
NH3+H2O?NH3•H2O?NH4++OH-
①向氨水中加入MgCl2固體時，平衡向右移動（填“左”或“右”），溶液中OH-的濃度B（填序號，下同），NH4+離子的濃度A．
A．變大B．變小C．不變
②向濃氨水中加入少量的NaOH固體，上述平衡向左移動（填“左”或“右”），溶液中OH-的濃度A（填序號，下同），NH4+離子的濃度B．
A．變大B．變小C．不變．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

7．氨及銨鹽在中學(xué)化學(xué)及化工生產(chǎn)中占有重要地位．
（1）合成氨是重要的工業(yè)反應(yīng)：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g），已知NH3與H2的燃燒熱分別為：382.7KJ•mol-1、285.8KJ•mol-1，則合成氨反應(yīng)的熱化學(xué)方程式為：N2（g）+3H2（g）?2NH3（g）△H=-92.0KJ/mol．
（2）在2L恒容裝置中充入1molN2、3molI2，在500℃、催化劑的作用下發(fā)生反應(yīng)，裝置內(nèi)NH3的體積百分含量如下圖1所示，則下列有關(guān)敘述中正確的是：AC．

A．使用催化劑，可降低該反應(yīng)的活化能，加快反應(yīng)速率
B．容器內(nèi)ν正（N2）=ν逆（H2）時，說明反應(yīng)已達(dá)平衡
C．當(dāng)容器內(nèi)n（H 2）：n（NH3）=3：1時，說明反應(yīng)已達(dá)平衡
D.20分鐘內(nèi)ν（NH3）=0.033mol•L-1•min-1
（3）同時研究氨的含量與溫度及催化劑的關(guān)系得到上圖2，其中a線表示平衡時氨的含量，b線表示在使用催化劑下反應(yīng)進(jìn)行10分鐘時氨的含量，比較X、Y兩點的平衡常數(shù)大小并說明原因：Y點大，因為該反應(yīng)正反應(yīng)是放熱反應(yīng)，溫度升高，k值減小，Y、Z兩點的反應(yīng)速率Y點大（填寫“Y點大”或“Z點大”）．
（4）已知：KSP[Mg（OH）2]=1.3×10-11，K（NH3•H2O）=1.8×10-5．
①Mg（OH）2+2NH4+?Mg2++2NH3•H2O的平衡常數(shù)K=0.040（保留兩位有效數(shù)字）．
②向0.01mol Mg（OH）2固體中加入1L 的0.03mol•L-1的NH4Cl溶液恰好使固體完全溶解．此時溶液中離子濃度由大到小的順序為c（Cl-）＞c（NH4+）=c（Mg2+）＞c（OH-）＞c（H+）．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：實驗題

14．【化學(xué)-選修2化學(xué)與技術(shù)】
許多含碳、氫物質(zhì)是重要的化工原料．
（1）某新型儲氫合金（化學(xué)式為Mg17Al12）的儲氫原理為Mg17Al12+17H2═17MgH2+12Al，此變化中還原產(chǎn)物是MgH2（填化學(xué)式）．
（2）草酸的鈣鹽、鋇鹽、鎂鹽難溶于水．已知C2O3是無色無味氣體，可溶于水生成草酸（H2C2O4），寫出它溶于足量Ba（OH）2溶液發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式C2O3+Ba（OH）2=BaC2O4↓+H2O．
（3）已知：幾個熱化學(xué)方程式如下：
①H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═H2O（g）△H1=-198kJ•mol-1
②CO（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）═CO2（g）△H2
③CH4（g）+2O2（g）═CO2（g）+2H2O（g）△H3=-846.3kJ•mol-1
化學(xué)鍵C≡O(shè)O═OC═O（CO2中）
鍵能（kJ•mol-1）958.5497745
寫出甲烷與水蒸氣在高溫下制備合成氣（CO，H2）的熱化學(xué)方程式CH4（g）+H2O（g）?CO（g）+3H2（g）△H=30.7KJ/mol．
（4）向2L恒容密閉容器中充入3mol CH4（g）、4mol H2O（g），發(fā)生反應(yīng)制備CO、H2，測得溫度為t℃時，容器內(nèi)H2的物質(zhì)的量濃度（mol•L-1）隨時間的變化如圖中II曲線所示．圖中I、III分別表示相對于II僅改變反應(yīng)條件后，c（H2）隨時間的變化．
①若曲線I僅代表改變一種條件后的情況，則改變的條件可能是升溫；a、b兩點用CO濃度變化表示的凈反應(yīng)速率關(guān)系為a＜b；
②曲線II對應(yīng)反應(yīng)的平衡常數(shù)K為54．該溫度下，若將等物質(zhì)的量濃度的CH4（g）、H2O（g）、CO（g）、H2（g）混合充入該容器中，則開始進(jìn)行方向是無法確定（填：向左、向右、平衡或無法確定）．
③曲線III相對于曲線II改變的條件是B．
A．降低溫度     B．使用催化劑、降低溫度    C．加壓．

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：選擇題

11．已知在常溫常壓下，2mol氫氣燃燒生成水蒸氣放出484kJ熱量，下列熱化學(xué)方程式正確的是（　�。�
A．2H2 （g）+O2（g）=2H2O（l）；△H=-484kJ•mol-1
B．2H2 （g）+O2（g）=2H2O（g）；△H=+484kJ•mol-1
C．H2 （g）+$\frac{1}{2}$O2（g）=H2O（g）；△H=+242kJ•mol-1
D．H2O（g）=H2（g）+$\frac{1}{2}$O2（g）；△H=+242kJ•mol-1

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科目：高中化學(xué) 來源： 題型：解答題

12．氫能是一種極具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉矗虻庋h(huán)分解水是最具潛力的制氫方法．其反應(yīng)原理如下：
Ⅰ．SO2+2H2O+I2=H2SO4+2HIⅡ．2H2SO4=2SO2+O2+2H2OⅢ．2HI=H2+I2
（1）反應(yīng)Ⅱ在低溫條件下不能自發(fā)進(jìn)行的原因是△H＞0．
在反應(yīng)器中加入SO2、I2、H2O的物質(zhì)的量分別為1mol、9mol、16mol，充分反應(yīng)靜置后得到混合物分成兩層--上層是含低濃度I2的H2SO4層和下層是高濃度的I2的HI層．
①根據(jù)上述事實，下列說法正確的是c（選填序號）．
a．H2SO4溶液和HI溶液不互溶
b．HI溶液的密度大于H2SO4溶液的密度
c．I2在HI溶液中比在H2SO4溶液中易溶
②辨別兩層溶液的方法是觀察顏色，顏色深的是HI層，顏色淺的是硫酸層．
③HI層中存在I-+I2?I3-，c（H+）大于c（I-）+c（I3-）（填大于、小于或等于）
（2）已知：SO3（g）+H2O（g）=H2SO4（l）△H=-177kJ/mol
2SO3（g）=2SO2（g）+O2（g）△H=+196kJ/mol
則2H2SO4（l）=2SO2（g）+O2（g）+2H2O（g）的△H=+550 kJ/mol
（3）電解乙醇水溶液制備氫氣具有誘人的前景，如圖是電解乙醇水溶液的裝置剖面，MEA為電解質(zhì)膜允許質(zhì)子通過．
①通電電解前需要向陰極區(qū)通入氬氣，其目的是陰極發(fā)生還原反應(yīng)生成氫氣，應(yīng)先排出空氣
②寫出陽極電極反應(yīng)式CH3CH2OH+3H2O-12e-=2CO2↑+12H+．

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